专利名称：电动车新型充放电单元分离的续航方法
技术领域：
本发明涉及将现有应用于电动车中的动力锂电池工作过程为充放电一体的改进 为充放电工作过程分离的方法，以此来解决电动汽车不间断续航的问题，确切地说本发明 主要应用于需要使用液化的磷酸铁锂电池提供不间断供电的领域，尤其是应用于电动汽 车、电动摩托车、电动自行车领域。
背景技术：
目前，电动汽车领域发展所受到最重要的问题就是电池续航能力的问题，由于材 料技术的限制，即使是现有的比较先进的比较环保的锂电池材料一 “磷酸铁锂”(化学式 LiFePO4)也很难解决电池续航的问题，主要原因在于磷酸铁锂电池也需要长时间的充电， 最短的也要10分钟，但即使充电后续航能力也不过一百多公里(参见下表)，相比于现有的 使用汽油作为动力的机动车5分钟左右的加油时间和500公里以上的续航能力来讲，电动 汽车的这种充电时间和续航能力的限制是很难使得电动汽车得到大面积普及的。 图表来源2009 年 4 月 10 日，http / /www, pcauto. com, cn/hezuo/ alibaba/0904/817787. html上述情况使得人们可能面临电动汽车突然因为电能耗尽而停在路上，这不仅仅可 能是由于正常电池放电完毕造成，而且有可能是因为电池突然达到了使用寿命造成的，也 有可能是因为城市道路上因拥塞而长时间频繁起步停车造成的电能耗尽。这些情况在人们 的现实生活中使用电动自行车、电动摩托车中也经常发生，我们经常可以在马路上看到人 们推着失去动力的电动自行车、电动摩托车，然而这种情况一旦发生在电动汽车身上，发生 在拥挤的城市交通中，发生在高速公路上就是非常严重的问题。所以由于大量不可预测的 公共安全风险以及可能带来对现有社会运转规则的改变使得电动汽车的普及存在极大的 障碍。
另外，现有的电动汽车的工作模式导致了必须大面积安装充电站，而充电站的成 本在20万元人民币左右，这将导致使用电动汽车成本过高，因为充电站必须在续航距离内 且在停车的住宅、小区、停车场大量的建设，造成使用成本居高不下，在城市中存在密密麻 麻充电站是不现实的，而且一旦发生重大的技术革新，这些充电站将因无法重复利用而造 成巨额的社会财富浪费。同时，为了能够获得足够高比容量的电池材料和高性能的电池设 计，导致电动汽车制造成本非常高，然而材料能力的提升空间是越来越有限的，需要长时间 大量的科研经费和人力资源的投入，这是阻碍电动汽车普及的一个巨大瓶颈。综上所述改变现有动力锂电池(包括磷酸铁锂等动力电池)的工作模式是非常必 要的，这将推动整个电动汽车领域的技术研究方向的变革。
发明内容
本发明的目的在于解决动力锂电池的续航能力弱和充电时间长的问题，是将锂电 池的充放电过程分开，由加注站完成对锂电池‘液化的正负极材料’进行充电(充电饱和后 的电解液液体以下简称“蓄能液”)，在电动汽车需要时将蓄能液加注到电动汽车的储液箱 中，由汽车的供液控制系统根据需要将蓄能液泵入电动车车载“锂电池放电反应箱”内，由 锂电池放电反应箱发生化学反应并输出电能供给电动汽车马达以驱动汽车运动。在供液控制系统将蓄能液泵入车载锂电池放电反应箱的同时，供液系统将放电反 应后(蓄能液放电后的不带化学能的电解液以下简称“废液”)的废液抽回到车载的储液箱 中，由加注站在加注蓄能液的同时将废液从车载储液箱抽回至加注站的储液箱中，由加注 站的储液箱将废液输入到加注站的“锂电池充电反应箱”进行充电反应后泵入加注站的储 液箱中等待加注使用。本发明采用的解决方案是(a)车载的锂电池不进行充电反应，只进行放电反应； (b)加注站对锂电池废液不进行放电反应，只进行充电反应；(c)电动汽车增加车载储液 箱，箱体内四部分互相隔离，分别存放四种液体，包括正极电解液、负极电解液、正极废液、 负极废液；(d)车载储液箱的蓄能液由加注站加注；(e)加注站同样需要增加储液箱分别放 置上述四种液体；(f)加注站同时也是充电站，对回收的废液进行充电反应，充电后的蓄能 液提供给电动汽车进行加注；为了实现上述目标，必须使用的环保的锂电池材料避免泄漏到环境中造成污染， 首选环保无污染的磷酸铁锂材料，该材料制备技术、工艺和市场都非常成熟。为了可以实现充放电过程分开，必须将现有的磷酸铁锂材料进行液化处理(其中 包含电解液)，这虽然会使得单位容积的锂电池的化学能在输出的时候减少，但可以通过改 进液化工艺和材料来逐步解决。另外，车载的大容量储液箱中储存有大量的蓄能液会不断补 充进车载锂电池放电反应箱内进行反应，这将大大提高了供电能力和电动汽车的续航能力。采用上述发明的有益效果是电动汽车加注蓄能液的时间远比现有的汽车充电时 间短，同时由于加注的蓄能电解液的储量和储能足够大，因此可以持续不断地供给车载锂 电池发电，解决电动汽车远距离续航的问题。
下面结合附图和实施方式对本发明进一步详细的说明。
图1是新型的电动车充放电的整体结构示意图；图2是加注站单元的废液充电和蓄能液加注部分结构示意图；图3是车载单元的蓄能液放电和蓄能液输入输出部分的结构示意图；图4是加注站与电动车之间加注电解液的加注站的加注枪和电动车的加注孔示 意图；附图符号描述(1)液化磷酸铁锂电池充电反应箱⑵储液箱(2. 1)供液自动控制系统(3)电解液加注/回收系统或蓄能液加注/废液回收系统(3. 1)电解液加注/回收枪(4)储液箱(4. 1)电解液加注嘴(4.2)供液自动控制系统(5)液化磷酸铁锂电池放电反应箱(6)电动车驱动马达(7)液化磷酸铁锂负极电解液(8)液化磷酸铁锂正极电解液(9)液化磷酸铁锂负极废液(10)液化磷酸铁锂正极废液(11)市电电网
具体实施例方式在图中本发明的电动车新型充放电单元是由两大部分组成，分别是由图2加注站 单元与图3车载放电单元组成。其中图2的加注站单元由(1)液化磷酸铁锂电池充电反应 箱(2)储液箱(3)电解液加注/回收系统组成，其中(1)液化磷酸铁锂电池充电反应箱由 (11)市电电网或其它能源提供电力进行充电，(2)储液箱包含(2. 1)供液自动控制系统， (3)包含(3. 1)电解液加注/回收枪。图3的车载单元由(4)储液箱(5)液化磷酸铁锂电池 放电反应箱和(6)电动车驱动马达组成，其中⑷储液箱包含(4. 1)电解液加注嘴和(4. 2) 供液自动控制系统组成。所述的图2是未来加注站/充电站的建设结构示意图。其中(1)液化磷酸铁锂电 池充电反应箱进行的是充电反应，将正负极的废液充电后反应成带化学能的蓄能液后输入 储液箱，(1)部分与(2)储液箱通过输液管道连接，分别从(2)输入到(1)两种液体正极 废液、负极废液，输出两种已完成充电的正极电解液、负极电解液。(1)与⑵间的电解液由 (2. 1)供液控制系统控制液体的流速。(2)储液箱同样也通过输液管道连接(3)蓄能液加 注/废液回收系统，(3)通过加注枪(3. 1)(相当于加油枪)给电动汽车加注蓄能液并回收 废液。所述的图3是未来电动汽车的车载部分结构示意图。其中(4)储液箱输入来自加 注站加注的锂电池蓄能液，同时输出到加注站的是锂电池废液。(4)与(5)液化磷酸铁锂电
5池放电反应箱部分通过输液管道连接，(4)与(5)间分别输入两种电解液正极电解液、负 极电解液(或蓄能液)，输出两种电解液正极废液、负极废液。由(4)储液箱不断地输出蓄 能液到放电反应箱中进行化学反应，将化学能转化为电能输出到(6)电动车驱动马达。(4) 储液箱由(4. 1)电解液加注嘴和(4.2)供液自动控制系统组成，(4.2)根据(5)的供电情 况自动控制电解液的流速。
权利要求
电动车新型充放电单元分离的续航方法图1包含两大部分，分别是由图2加注站充电部分与图3车载发电部分组成。其中图2的加注站部分/充电部分由(1)液化磷酸铁锂电池充电反应箱(2)储液箱(3)蓄能液加注/废液回收系统组成。图3的车载部分/放电部分由(4)储液箱(5)液化磷酸铁锂电池放电反应箱(6)电动车驱动马达组成。其特征是(2)加注站部分进行充电反应并提供蓄能液加注，加注站增加储液箱和充电箱，由(1)(2)(3)构成。车载部分进行放电反应，并增加储液箱和放电箱，由(4)(5)(6)构成。
2.根据权利要求1所述的新型加注站的特征是加注站增加(2)储液箱向(1)充电反 应箱提供的废液进行充电反应，反应后的蓄能液输入到⑵储液箱。⑴和⑵之间通过管 道连接并由(2. 1)供液控制系统控制液体的流速。
3.根据权利要求1所述的新型加注站的特征是(2)储液箱向(3)蓄能液加注/废液 回收系统输入蓄能液并回收废液，通过加注枪(3. 1)(相当于加油枪)给电动汽车加注蓄能 液并回收废液。
4.根据权利要求1所述的新型电动车的特征是增加⑷储液箱向(5)放电反应箱提 供蓄能的液体补给，同时从(5)回收放电完毕后的锂电池废液。储液箱(4)与放电反应箱 (5)通过管道连接，并由(4.2)供液控制系统根据(5)的供电情况自动控制电解液的流速。
5.根据权利要求1所述的新型电动车的特征是(6)电动车驱动马达是通过(5)放电 反应箱提供电力驱动，驱动马达的续航能力与(4)储液箱储存电解液的量多少成正比。
6.根据权利要求1所述的新型加注站和新型电动车的特征是所述的(1)充电反应 箱、(5)放电反应箱使用的是液化的磷酸铁锂材料。
全文摘要
电动车新型充放电单元分离的续航方法。由两大部分，分别是由图2加注站单元与图3车载单元组成。其中图2的加注站部分/充电部分由(1)液化磷酸铁锂电池充电反应箱(2)储液箱(3)蓄能液加注/废液充电系统组成。图3的车载部分/放电部分由(4)储液箱(5)液化磷酸铁锂电池放电反应箱(6)电动车驱动马达组成。其特征是图2加注站部分进行充电反应并提供蓄能液加注，加注站增加储液箱和充电箱，由(1)(2)(3)构成。车载部分进行放电反应，并增加储液箱和放电箱，由(4)(5)(6)构成。主要用于解决目前电动车远程续航能力弱和充电时间长的问题。
文档编号B60L11/18GK101898522SQ20091011187
公开日2010年12月1日 申请日期2009年5月31日 优先权日2009年5月31日
发明者刘正龙 申请人:刘正龙